KR101355840B1 - 엘이디 점등장치용 컨버터 - Google Patents

엘이디 점등장치용 컨버터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LED 점등장치용 컨버터에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 일반 가정용 및 산업용 전압에서 LED 램프를 사용하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 그 부피를 작게할 수 있는 LED 점등장치용 컨버터에 대한 것이다.
본 발명에 따른 LED 점등장치용 컨버터는 정류회로부와, 지연단락회로부와, 과전압 검출회로부와, 과전류 검출회로부와, 제어회루보아, 제어회로부와, 콘덴서를 포함하여, 트랜스를 사용하지 않고 LED를 구동하기 위한 일정한 직류전원을 공급하는 것을 특징으로 한다. 상기 정류회로부는 교류전원을 입력받아 LED 점등장치의 발광부로 직류전원으로 출력한다. 상기 지연단락회로부는 상기 정류회로부에서 출력되는 직류전원을 입력받아 일정 시간 동안 지연시켜서 LED 램프로 된 상기 발광부에 공급할 전원을 출력하고 상기 발광부가 단락이 되면 상기 정류회로부에서 출력되는 전원을 단락시킨다. 상기 과전압 검출회로부는 상기 정류회로부에서 출력되는 직류전원에서 과전압을 검출한다. 상기 과전류 검출회로부는 상기 정류회로부에서 출력되는 직류전원에서 과전류를 검출한다. 상기 제어회로부는 상기 발광부로 공급되는 전원을 단속하기 위한 FET와, 상기 과전압 검출회로부와 상기 과전류 검출회로부로부터 신호를 받아서 상기 발광부로 과전압 및 과전류가 공급되지 않도록 상기 FET를 제어하는 발진회로를 구비한다. 상기 콘덴서는 상기 발광부의 발광을 향상시키기 위하여 상기 발광부로 공급되는 전원을 일정하게 한다. 상기 제어전원부는 상기 과전압 검출회로부와 상기 지연단락회로부와 상기 제어회로부와 상기 과전류 검출회로부를 동작시킬 전원을 공급한다.

Description

엘이디 점등장치용 컨버터{Converter for LED lamp lighting apparatus}
본 발명은 LED 점등장치용 컨버터에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 일반 가정용 및 산업용 전압에서 LED 램프를 사용하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 그 부피를 작게 할 수 있는 LED 점등장치용 컨버터에 대한 것이다.
가정용 및 산업용 전압은 고압이다. LED 램프는 저압에 빛을 발생시키므로 가정용 및 산업용 전압에 직접 사용되지 못한다. 그래서 종래에서 변압기에 준하는 스위칭 모드 파워스플라이(SMPS)를 사용하여 고압을 저압으로 만들어서 LED 램프를 점등하였다. 즉 정전류 및 정전압용 SMPS를 사용하여 LED 램프를 구동하였다.
그러나 이 경우 SMPS는 자체 구동 및 필요한 트랜스를 사용하여 고압에서 저압으로 상호유도에 의한 전압하강방식으로 제작되었다. 그래서 트랜스에서 열손실 및 트랜스 사용에 의한 상호유도 손실이 발생한다는 문제점이 있었다.
또한 SMPS의 경우 그 부피가 커서 이를 사용한 컨버터의 경우 LED 점등장치 내부에 설치되지 못하고 LED 점등장치의 외부에 설치되어 LED 램프에 전원을 공급하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 220V 또는 110V의 교류 전압을 사용하여 LED 램프를 직접 점등할 수 있는 LED 점등장치용 컨버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전압강하용 트랜스를 사용하지 않고 전압 및 전류를 제어함으로써 LED 램프의 출력을 일정하게 유지할 수 있는 LED 점등장치용 컨버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 스위칭 모드 파워스플라이를 사용하지 아니하여 그 부피를 작게 할 수 있는 LED 점등장치용 컨버터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 LED 점등장치용 컨버터는 정류회로부와, 지연단락회로부와, 과전압 검출회로부와, 과전류 검출회로부와, 제어회로부와, 콘덴서를 포함하여, 트랜스를 사용하지 않고 LED를 구동하기 위한 일정한 직류전원을 공급하는 것을 특징으로 한다. 상기 정류회로부는 교류전원을 입력받아 LED 점등장치의 발광부로 직류전원으로 출력한다. 상기 지연단락회로부는 상기 정류회로부에서 출력되는 직류전원을 입력받아 일정 시간 동안 지연시켜서 LED 램프로 된 상기 발광부에 공급할 전원을 출력하고 상기 발광부가 단락이 되면 상기 정류회로부에서 출력되는 전원을 차단시킨다. 상기 과전압 검출회로부는 상기 정류회로부에서 출력되는 직류전원에서 과전압을 검출한다. 상기 과전류 검출회로부는 상기 정류회로부에서 출력되는 직류전원에서 과전류를 검출한다. 상기 제어회로부는 상기 발광부로 공급되는 전원을 단속하기 위한 FET와, 상기 과전압 검출회로부와 상기 과전류 검출회로부로부터 신호를 받아서 상기 발광부로 과전압 및 과전류가 공급되지 않도록 상기 FET를 제어하는 발진회로를 구비한다. 상기 콘덴서는 상기 발광부의 발광을 향상시키기 위하여 상기 발광부로 공급되는 전원을 일정하게 한다. 상기 제어전원부는 상기 과전압 검출회로부와 상기 지연단락회로부와 상기 제어회로부와 상기 과전류 검출회로부를 동작시킬 전원을 공급한다.
또한, 상기의 LED 점등장치용 컨버터에 있어서, 상기 발진회로는 상기 과전압 검출회로부 또는 상기 과전류 검출회로부에서 측정된 측정값이 일정한 값보다 높게 나오면 상기 발광부에 전류가 적게 공급되도록 상기 FET에 고주파 신호를 제어하여 보내며, 상기 과전압 검출회로부 또는 상기 과전류 검출회로부에서 측정된 측정값이 일정한 값보다 낮으면 상기 발광부에 전류가 많이 공급되도록 상기 FET에 고주파 신호를 제어하여 보내는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 LED 점등장치의 LED 램프의 전압 및 전류를 일정하게 유지할 수 있는 LED 점등장치용 컨버터를 제공함으로써 LED 램프의 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 SMPS의 트랜스를 사용하지 않고 LED 램프를 점등시킬 수 있는 LED 점등장치용 컨버터를 제공함으로써 LED 램프의 전력만 소비시키고 SMPS의 전력손실을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면 SMPS의 트랜스를 사용하지 아니하므로 부피가 작은 LED 점등장치용 컨버터를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 점등장치용 컨버터의 일 실시예의 개념도이다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 LED 점등장치용 컨버터의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 LED 점등장치용 컨버터는 LED 램프(6)로 이루어진 발광부(5)에 연결되어 발광부(5)를 점등시키는 역할을 한다.
도 1에 도시된 발광부(5)는 LED 램프(6)와 과전류방지센서(7)를 구비한다. LED 램프(6)는 컨버터에 의하여 변환된 직류 전원(3)으로 구동될 수 있도록 연결된다. 이때 LED 램프(6)는 복수의 열이 병렬로 연결되고, 상기 복수의 열에는 복수 개의 LED 램프(6)가 직렬로 연결된다. 과전류방지센서(7)는 직렬로 연결된 각각의 LED 램프(6)의 열에 연결된다. LED 램프(6)는 지속적으로 사용되면 열이 발생된다. 열이 발생될 경우 저항이 감소하고, 저항의 감소로 인하여 전류가 증가한다. 전류가 증가하면 LED 램프의 내부 열이 증가한다. 이러한 과정에 의하여 결국에는 LED 램프가 파괴된다. 과전류방지센서(7)는 LED 램프(6)에 과전류가 흘러서 파괴되는 것을 방지하는 역할을 한다. 그래서 과전류방지센서(7)는 일정한 전류 이상이 흐르면 끊어져서 전류가 흐르지 않도록 한다.
이러한 발광부(5)를 점등하기 위하여 LED 점등장치용 컨버터는 정류회로부(11)와, 지연단락회로부(13)와, 과전압 검출회로부(15)와, 과전류 검출회로부(17)와, 제어회로부(20)와, 제어전원부(25)와, 콘덴서(27)를 포함한다.
정류회로부(11)는 교류 전원(1)을 직류 전원(3)으로 변환하는 역할을 한다. 정류회로부(11)는 통상의 정류회로 장치로서 정류회로부(11)에 의하여 일반 가정의 교류 전원(1)은 직류 전원(3)으로 변환된다.
지연단락회로부(13)는 정류회로부(11)에서 출력되는 직류 전원(3)을 일정한 시간 간격 지연시켜 출력한다. 정류회로부(11)에서 출력되는 전원(3)이 곧바로 LED 램프(6)에 공급될 경우 LED 램프(6)의 수명이 단축될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 지연단락회로부(13)는 정류회로부(11)에서 출력되는 전원(3)을 일정 시간 간격 지연시켜 출력한다. 지연단락회로부(13)는 트랜지스터와, 지연 시간을 결정짓는 콘덴서와, 저항을 구비한다. 또한, 지연단락회로부(13)는 발광부(5)의 LED 램프(6)가 단락이 되는 경우 이를 검출하는 단락검출회로를 구비하여 LED램프(6)가 단락이 되면 제어회로부(20)의 FET(21) 출력을 정지시켜 전원을 차단시킨다.
과전압 검출회로부(15)는 정류회로부(11)나 발광부(5)에서 출력되는 전원에서 과전압을 검출하며, 과전압이 검출된 경우 신호를 제어회로부(20)에 보낸다. 과전압 검출회로부(15)는 제너다이오드, 카플러 회로부를 구비하여 구성된다.
과전류 검출회로부(17)는 정류회로부(11)나 발광부(5) 출력되는 전원에서 과전류를 검출하며, 과전류가 검출된 경우 신호를 제어회로부(20)에 보낸다.
제어회로부(20)는 FET(21)와 발진회로(23)를 구비한다. FET(21)는 LED 램프(6)의 부하에 연결되어 LED 램프(6)에 흐르는 전류를 제어한다. 발진회로(23)로 부터 FET(21)에 신호가 전송되면 FET(21)는 LED 램프(21)로 전류가 흐르도록 한다.
발진회로(23)는 고주파 신호로 FET(21)의 전류를 단속한다. 발진회로(23)는 과전압 검출회로부(15)에서 측정된 측정값이 일정한 값보다 낮으면 발광부(5)에 전류가 많이 공급되도록 FET(21)에 고주파 신호를 제어하여 보낸다. 그리고 또한 발진회로(23)는 과전류 검출회로부(17)에서 측정된 측정값이 일정한 값보다 높게 나오면 발광부(5)에 전류가 적게 공급되도록 FET(21)에 고주파 신호를 제어한다. 이때 제어되는 고주파는 80±10KHz정도이다.
제어전원부(25)는 지연단락회로부(13)와, 과전압 검출회로부(15)와, 과전류 검출회로부(17)와, 제어회로부(20)를 동작시킬 전원을 공급한다. 따라서 지연단락회로부(13)와, 과전압 검출회로부(15)와, 과전류 검출회로부(17)와, 제어회로부(20)는 제어전원부(25)로부터 전원을 공급받아서 작동을 할 수 있다.
콘덴서(27)는 발광부(5)에 공급되는 전원을 일정하게 유지시켜 발광부(5)의 발광을 향상시킨다. 정류회로부(11)는 교류를 직류로 변환시켜서 직류전원을 출력시킨다. 이 경우 직류전원의 전압은 일정하지 않고 편차가 발생한다. 콘덴서(27)는 이를 일정하게 유지시켜 발광부(5)의 발광을 향상시킨다.
따라서 본 실시예에 의하면 트랜스를 사용하지 않고 LED 램프를 구동할 수 있는 일정한 직류전원을 공급할 수 있다.
1 : 교류전원 3 : 직류전원
5 : 발광부 6 : LED 램프
7 : 과전류방지센서 11 : 정류회로부
13 : 지연단락회로부 15 : 과전압 검출회로부
17 : 과전류 검출회로부 20 : 제어회로부
21 : FET 23 : 발진회로
25 : 제어전원부 27 : 콘덴서

Claims (2)

  1. 교류전원을 입력받아 LED 점등장치의 발광부로 직류전원으로 출력하기 위한 정류회로부와,
    상기 정류회로부에서 출력되는 직류전원을 입력받아 일정 시간 동안 지연시켜서 LED 램프로 된 상기 발광부에 공급할 전원을 출력하고 상기 발광부가 단락이 되면 상기 정류회로부에서 출력되는 전원을 차단시키는 지연단락회로부와,
    상기 정류회로부에서 출력되는 직류전원에서 과전압을 검출하기 위한 과전압 검출회로부와,
    상기 정류회로부에서 출력되는 직류전원에서 과전류를 검출하기 위한 과전류 검출회로부와,
    상기 발광부로 공급되는 전원을 단속하기 위한 FET와, 상기 과전압 검출회로부와 상기 과전류 검출회로부로부터 신호를 받아서 상기 발광부로 과전압 및 과전류가 공급되지 않도록 상기 FET를 제어하는 발진회로를 구비한 제어회로부와,
    상기 발광부의 발광을 향상시키기 위하여 상기 발광부로 공급되는 전원을 일정하게 하는 콘덴서와,
    상기 과전압 검출회로부와 상기 지연단락회로부와 상기 제어회로부와 상기 과전류 검출회로부를 동작시킬 전원을 공급하는 제어전원부를 포함하여, 트랜스를 사용하지 않고 LED를 구동하기 위한 일정한 직류전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 LED 점등장치용 컨버터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발진회로는 상기 과전압 검출회로부 또는 상기 과전류 검출회로부에서 측정된 측정값이 일정한 값보다 높게 나오면 상기 발광부에 전류가 적게 공급되도록 상기 FET에 고주파 신호를 제어하여 보내며, 상기 과전압 검출회로부 또는 상기 과전류 검출회로부에서 측정된 측정값이 일정한 값보다 낮으면 상기 발광부에 전류가 많이 공급되도록 상기 FET에 고주파 신호를 제어하여 보내는 것을 특징으로 하는 LED 점등장치용 컨버터.
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